摘 要:通過一道復習應考題目的解題析題具體過程,闡述了某類遺傳實驗題的做題技巧以及變式訓練與反思,并對高三生物復習教學給出幾點啟示。
關鍵詞:生物學復習;試題解析;學科復習啟示
筆者在高三教學實踐中,遇到這樣一道題目,難度雖然不大,但仔細想來,與新課程要求的培養學生的生物實驗能力、思維能力以及初步的研究能力有一定聯系,在此簡要做一介紹。
1.試題分析
遺傳學上將染色體的某區段及其帶有的基因一起丟失稱為缺失,缺失雜合子生活力下降但存活,缺失純合子(雄性個體X染色體片段缺失視為缺失純合子)死亡。現在有一個紅眼雄蠅XAY與一個白眼雌蠅XaXa雜交,子代出現一個白眼雌蠅,請用兩種方法判斷此蠅出現是因為基因突變引起,還是由于缺失引起?
方法一:
方法二:
解析:根據題目對缺失純合子定義,可判斷一紅眼雄蠅XAY與一白眼雌蠅XaXa雜交得一只白眼雌蠅的原因可能有二:一是
該果蠅發生基因突變,二是發生X染色體片段缺失。如何作出判斷呢?聯系基因突變和染色體變異(結構缺失)的內容,前者是堿基對增添、缺失或替換——基因結構改變——結果形成等位基因,基因數未變,屬分子水平,光鏡下看不到;而染色體片段的缺失——染色體上許多基因會丟失,是細胞(染色體)水平變異,顯微鏡下會呈現特殊的“缺失環”,因此方法一答案較易想到:取該果蠅有分裂能力的細胞制作裝片,用顯微鏡檢查分裂中期圖像,
以確定染色體的結構特點。第二種方法:因為涉及果蠅基因或基因型的情況,自然會聯想到遺傳雜交,但其又分為自交、雜交、測交、正反交,如何選擇和判斷得出結論呢?最后結合試寫圖解和排除法,用該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配(類似測交),根據子代結果來推導:若雜交子代中雌與雄果蠅數比為1∶1,則這只白眼雌果蠅的出現是由于基因突變引起的;如果是X染色體缺失造成,則含缺失X染色體的雄性個體不能生存(因雄性個體X染色體片段缺失也視為缺失純合子,且缺失純合子常導致個體死亡),所以雜交后代的比例為雌∶雄=2∶1。
2.變式訓練
例題:科學家研究黑腹果蠅,剛毛基因(B)對截毛(b)為完全顯性。若這對基因存在于X、Y染色體同源區段,則剛毛雄果蠅表示為XBYB、XBYb、XbYB;若僅位于X染色體上,則表示為XBY。
現有多種純種果蠅若干只,請利用一次雜交實驗來推斷這對等位基因是位于X、Y染色體的同源區段,還是僅位于X染色體
上,請寫出遺傳圖解,并用文字簡要說明推斷過程。
解析:綜合分析題目要求,結合教材基本遺傳雜交實驗知識和逐一排除法,雜交、測交、自交,再加上通常有的正交和反交,因為是動物,排除自交,基本確定測交實驗較為合理。因為講述孟德爾遺傳定律的時候,就多次提及測交實驗的作用。選用隱性純合子和待測個體雜交,判斷其基因型或者產生配子的類型。這里應用假設分析逆向推斷法:假設位于X上,分析現象結果;假設位于常染色體上,分析現象結果。將結果當成條件,若出現某一相應情況,即確定基因在X或常染色體上(同源還是非同源)。
答案:用純種截毛雌果蠅與純種剛毛雄果蠅雜交,觀察記錄子代的性狀表現:
①若子一代雌雄果蠅均為剛毛,則這對等位基因位于X、Y染色體的同源區段;
②若子一代雄果蠅為截毛,雌果蠅為剛毛,則這對等位基因僅位于X染色體。
反思:此兩題是高三復習迎考中遇到的較為典型的遺傳實驗題目:考查伴性遺傳,染色體變異和基因突變內容,應是一道中等難度題;題中加上染色體缺失導致純合子致死和X、Y染色體同源區段基因的新情景,而且提及雄性個體X染色體片段缺失就視為缺失純合子,結果使得題目變得復雜了。但平心靜氣作梳理,結合教材內容的聯想回憶,以及題目信息的獲取和應用,應該能夠逐步得出相應的答案。
3.幾點啟示
啟示1:復習要重視指導學生對知識整合及對比
教學中教師須根據教材內容的前后聯系,學生知識基礎、思
考力現狀等,指導學生利用串連及比較復習法,對知識進行整合對比,如:第一章蛋白質的組成元素、基本單位、合成場所、結構和功能,第五章蛋白質的合成受基因控制,包括轉錄和翻譯兩個生理過程,復習時可把分散在各個章節知識串聯起來,使學生對知識有全面的理解,并形成系統的知識體系,培養學生良好的思維方法。
另外比較法的運用,易于使學生理解和掌握知識,防止概念混淆,如:DNA和RNA比較,原核和真核細胞的比較,DNA復制、轉錄、翻譯合成蛋白質之間比較,育種(雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種)的比較,自交和自由交配的比較,復習膜的流動性,可聯系到主動運輸、內吞、外排、受精作用、細胞融合、卵裂、遞質的釋放等。這樣有利于求同思維和求異思維的發展,從而提高解題能力。
啟示2:復習中要重視解題時逆向思維的培養
有的題目給出的條件帶新信息,富有干擾性,有的題目給出的條件與供選答案表面上沒有聯系,或者所給條件有的是解題必需條件有的則是陷阱條件。執因索果的正常解題行不通,而從結果找條件,進行逆向思維反而容易求得正確答案。比如此題的第二種方法就可以先把兩種原因可能性當成結論,在此基礎上畫遺傳圖解,就可以把相關的結論寫出了,那么就是題目答案了呈現的條件(若怎么樣——條件,則有什么結論)。
啟示3:復習中要重視引導學生反思和拓展訓練
對自己的思考過程進行反思,就是指在一個活動結束以后盡力去回憶自己從開始到結束的每一步思考過程,當時自己是怎么想的,為什么會走彎路;我的思考與老師或同學的思考有什么不同,從中可以歸納出的方法等等。拓展和變式訓練要以“有效”為第一追求。要根據復習教學的需要,精心篩選拓展內容,悉心挑選變式訓練題目,適度控制拓展容量,準確把握拓展時機,把拓展融入課堂有效復習教學的環節中來,達到理想效果。
(作者單位 江蘇省豐縣中學)